CN88212066U - 全方位全液压钻机 - Google Patents

Abstract

一种涉及采矿、土木工程的地质勘探，用于地表及坑道内钻探的全方位全液压钻机，它主要由调位机架，连接架、机身、动力头、夹持器、液压传动***等部件组成，机身及其上的构件均支承在调位机架上，并可绕前心轴[2]及后心轴[14]作0～90°回转。动力头可调头安装，夹持器[32]视钻进需要可安装在机身的上端或下端，整机由液压传动，因整机尺寸小于坑道宽度，故可实现全方位全液压钻进，同时还具有投放式制动试钻功能。

Description

本实用新型涉及一种采矿、土木工程的地质勘探，用于地表及坑道内的钻探设备，属钻机。

常规的地面钻机，需用庞大的钻塔来支承，夹持钻具和拧卸钻管的辅助工时长，常占总台时的三分之一以上，搬运、安装、操作均感不便，且钻孔角度受到限制，只适用于地表的钻探。随着生产的需要和科技的发展，目前已研制出各种液压钻机，据《探矿工程》（中国地质出版社出版）1985年第六期“新型LM37型金刚石岩心钻机”一文的介绍，美国长年公司拟将上述钻机投放市场，该公司最新产品BQ系列“LM37型金刚石岩心钻机”最大钻进深度只有350米，最大扭矩为390牛顿·米，却要匹配功率37千瓦，而且动力头不能换向安装。

鉴于上述，本实用新型的目的就在于提供一种结构紧凑轻巧、操作方便、钻进深度大、耗用功率小，既能用于地表又可用坑道内钻探的全方位全液压钻机。

本实用新型通过调位机架、机身，可换位安装的夹持器和能调头安装的动力头以及液压传动***组成的全方位全液压钻机来实现上述目的。

以下结合附图和实施例详述本实用新型的结构特征、性能和动作原理。

附    图    说    明

图1：为本实用新型的主视图

图2：为本实用新型的侧视图

本实用新型的主视图和侧视图如图1及图2所示，它主要由调位机架、连接架、机身、油缸及传动***、动力头、夹持器等部件构成。整机由调位机架支承，机身与连接架焊接，连接架的下部通过管夹与调位机架上的前、后心轴铰接，连接架上所有的支承物既可绕前心轴旋转0～90°，亦可绕后心轴旋转0～90°。动力头安装在机身上，夹持器安装在机身的一端，动力头能调头安装，夹持器可根据钻进的需要，随意安装在机身的上端或下端，从而构成本机在一个平面内可成任意角度钻进，同时本机的外形尺寸小于坑道的宽度，与坑道的两壁及工作面可成任意角度放置，全部传动采用液压，因此本机为全方位全液压钻进。

如图1和图2所示，调位机架的主要功能是实现钻进方向的调节和支承整机，它主要是由管夹〔1〕，前心轴〔2〕、调节螺杆〔3〕、锁紧螺母〔4〕、调节螺母〔5〕、限位钢球〔6〕、定位套〔7〕、前立杆〔8〕、支承轴〔40〕、轴承座〔9〕、底梁〔10〕、斜撑杆〔12〕、后撑杆〔13〕、后心轴〔14〕、上轴套〔48〕、下轴套〔38〕、支承掌〔44〕等零件组成。这些零件构成一个稳定可调桁架，每一杆件的上端设置一关节，它和调节螺杆〔3〕相连，该关节它包括锁紧螺母〔4〕、调节螺母〔5〕、限位钢球〔6〕、定位套〔7〕。旋松锁紧螺母〔4〕后，转动调节螺母〔5〕可使调节螺杆〔3〕在前立杆〔8〕中伸缩，以改变杆件的高度或倾斜程度，从而导致钻机的高度或倾角的变化。杆件的下端通过下轴套〔38〕与支承轴〔40〕相接，并用轴承座〔9〕以螺钉〔11〕将支承轴〔40〕固接在底梁〔10〕上，底梁〔10〕由槽钢加工而成，敞口向下放置，以增加支承的稳定性。在支承轴〔40〕的两端各有一个支承掌〔44〕与螺杆〔47〕固接、螺杆〔47〕上套装有直角螺套〔45〕用以调节支承掌〔44〕位置的高低，调好后用锁紧螺母〔46〕紧固，直角螺套〔45〕另一方向与支承轴〔40〕上的螺杆〔43〕固接，同样有调节螺母〔41〕，锁紧螺母〔42〕用来改变调位机架的支承宽度。为改善和加强支承轴〔40〕两端的受力状况，其两端套装有衬套〔39〕。

调位机架上的前心轴〔2〕与后心轴〔14〕上都铰接有两个管夹〔1〕，管夹可绕心轴旋转，转到一定位置时，可用螺钉锁紧。管夹〔1〕的顶部为连接架承座，连接架〔15〕就支承在四个承座中并用螺钉紧固，管夹〔1〕是管夹与承座结合一体的结构，连接架〔15〕与机身一起都可绕心轴转动。

连接架〔15〕由两根长钢管及若干根短钢管焊接而成的，框架下部以管夹〔1〕与调位机架连接、上部与机身底部焊成一体。

机身〔29〕为空心长槽形壳体，用钢板焊成，底板开有若干个通孔，供安装维修以及油缸大端油管〔18〕及油缸小端油管〔16〕进出口用。油缸〔22〕、活塞杆〔17〕、链轮〔19〕、链条〔21〕均安装在槽腔内，链轮轴〔20〕的两端则支承在机身〔29〕的两侧板上。每侧板顶部槽内有一长条凸缘，在长条凸缘上焊有若干块加强板〔37〕并加工有螺孔。滑道〔36〕用沉头螺钉固接在长条凸缘的加强板上，拖板架〔35〕夹持滑道，并在其上滑动，在拖板架与滑道的运动副中，涂有减磨塑料。动力头用螺钉〔26〕固接在拖板架〔35〕上。动力头的往复运动即钻杆〔30〕的升降由油缸〔22〕及其传动***控制。

动力头主要由液压马达〔24〕、动力头体〔27〕、卡盘〔28〕等组成，其功能是带动钻具旋转、夹持和松开钻杆，钻杆〔30〕贯穿动力头，在钻杆的顶部套装一根进水管〔23〕供钻探用水，钻杆〔30〕由卡盘〔28〕带动、而卡盘〔28〕由动力头传动、卡盘〔28〕由液压夹紧、弹簧张开、为常开结构，它与夹持器协同动作。

夹持器〔32〕其功能是夹住与松开钻具，以便拧卸钻杆采集岩心或钻进，同时还可防止跑钻，避免打坏钻头〔34〕，夹持器〔32〕由弹簧保持夹紧，而由液压缸充油压缩弹簧松开，为常闭结构，它与卡盘〔28〕构成一个常闭－－常开、闭开组合的夹具。在液压马达〔24〕、油缸〔22〕、卡盘〔28〕、夹持器〔32〕的协同配合下，可实现全部钻进工序的机械化，为使钻进更稳定，在夹持器下端增设有夹持器支承掌〔33〕，并具有投放式制动下钻的特有功能。

本实用新型的工作过程如下：当钻机进行钻进作业时，来自液压泵的高压油流通过进油管〔25〕进入液压马达〔24〕，带动卡盘〔28〕转动。如果卡盘〔28〕和夹持器〔32〕均不充油、卡盘〔28〕松开、夹持器抱紧将钻具停住；钻进时，卡盘和夹持器同时充油，卡盘先抱紧钻杆，夹持器约滞后30～50毫秒松开，这样可防止跑钻打坏钻头〔34〕。当继续钻进到一定深度时，需要升降钻具、卡盘与夹持器同时充油，卡盘夹紧，夹持器松开，这时的动作互换同步进行。如需拧卸钻杆，则给卡盘充油，夹持器不充油，两者同时夹紧钻杆。若卡盘不充油，而给夹持器局部充油，夹持器以部分夹紧力抱住钻杆，可实现投放式制动试钻。由于卡盘与夹持器快速协调配合，因此无需钻塔且可快速连续作业，这样可以减少辅助工时，提高台班钻尺进度。

本实用新型既可用地表勘探，更适合于急倾斜地层和坑道勘探，尤其是当工作面有瓦斯或老矿隐患水时，本钻机的操作人员可远离危险区，提高了工作的安全性。本实用新型不仅用于采矿、土木工程的地质勘探，而且可用于交通、国防工程的地质勘探。

本实用新型的主要技术参数

钻进深度（米）        提升能力（牛顿）

下垂孔：400        下向孔：        35280

水平孔：400        仰    孔：        26460

仰    孔：300        主轴转速（转／分）

开孔直径：110毫米        标准高速：0～1700

主轴扭矩（牛顿·米）        任选中速：0～850

标准高速：296        匹配功率：22千瓦。

任选中速：725.2

进给能力（牛顿）

下向孔：    26460

仰    孔：    35280

Claims (4)

1、一种涉及采矿、土木工程的地质勘探设备，用于地表及坑道内钻探的全方位全液压钻机，它主要由调位机架、机身、油缸及传动***、动力头组成、其特征在于机身焊接在连接架的上部、连接架的下部与调位机架的前、后心轴铰接，动力头固接于拖板架上、动力头可在机身上滑动，夹持器固接于机身的一端，钻杆贯穿夹持器和动力头，调位机架由杆件、轴、底梁、轴套、轴承座等零件组成一个稳定的框架，连接架由两根长钢管及若干根短钢管焊接成的桁架，机身为钢板焊成的长方形空心壳体，油缸、链轮与链条安置在机身的槽腔内，动力头可在机身上作往复运动，调位机架主要由前立杆[8]、斜撑杆[12]、后撑杆[13]、调节螺杆[3]、前心轴[2]、后心轴[14]、支承轴[40]、上轴套[48]、下轴套[38]、轴承座[9]、底梁[10]和由锁紧螺母[4]、调节螺母[5]、限位钢球[6]、定位套[7]组成的关节以及管夹[1]等零件组成的桁架，四个管夹[1]分别铰接于前、后心轴[2]和[14]上，杆件的长度通过关节上的两个螺母[4]与[5]的旋转进行调节，机身[29]及其上的构件可绕心轴旋转0～90°，调位机架的支承宽度和高度，可以通过螺杆[43]和[47]、调节螺母[41]及调节螺套[45]和锁紧螺母[42]与[46]进行调节。

2、根据权利要求1所述的全方位全液压钻机，其特征在于机身［29］上的动力头和夹持器［32］，可固接在机身［29］的下端。

3、根据权利要求1所述的全方位全液压钻机，其特征在于机身［29］上的动力头和夹持器［32］，根据作业需要，可固接在机身［29］的上端。

4、根据权利要求1所述的全方位全液压钻机，其特征在于当卡盘不充油，而夹持器局部充油，钻机可实现投放式制动试钻。

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